- •Министерство транспортного строительства ссср
- •Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа
- •Минтрансстрой
- •Москва, «транспорт», 1985
- •1. Общие положения
- •2. Конструирование дорожной одежды и земляного полотна Задачи и принципы конструирования
- •Капитальные дорожные одежды с усовершенствованным покрытием
- •Облегченные и переходные дорожные одежды
- •Конструкции дорожных одежд с дополнительными слоями
- •Особенности конструирования дорожных одежд со слоями из малопрочных материалов и побочных продуктов промышленности
- •Мероприятия по повышению прочности грунта активной зоны земляного полотна
- •Учет региональных особенностей
- •Конструирование одежд при проектировании реконструкции существующих дорог
- •Особенности конструирования одежд городских улиц и дорог
- •3. Расчет дорожных одежд на прочность Основные положения
- •Расчетные нагрузки
- •Критерии прочности
- •Расчет дорожных одежд по допускаемому упругому прогибу
- •Расчет дорожных одежд по сдвигу в грунте земляного полотна
- •Расчет промежуточных слоев из слабосвязных материалов на устойчивость против сдвига
- •Расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе
- •Расчет слоев из асфальтобетона по сопротивлению сдвигу
- •Особенности расчета дорожных одежд для зоны вечномерзлых грунтов
- •Проектирование усиления дорожных одежд
- •4. Обеспечение морозоустойчивости дорожных одежд и земляного полотна Общие вопросы
- •Требования к морозозащитным (стабильным) и теплоизоляционным материалам
- •Конструктивные меры по уменьшению глубины промерзания и обеспечению морозоустойчивости конструкций
- •Расчет конструкций на морозоустойчивость
- •Расчет теплоизоляционных слоев дорожной конструкции
- •Особенности расчета на прочность конструкций с теплоизоляционным слоем
- •5. Проектирование устройств по осушению дорожных одежд и земляного полотна Основные предпосылки
- •Требования к материалам и трубам дренажных конструкций
- •Приток воды в основание дорожной одежды и меры по его ограничению
- •Конструкции и расчет дренажных устройств
- •Особенности проектирования дренажа реконструируемых дорог
- •Приложение 1 расчетные нагрузки
- •Приложение 2 расчетные характеристики грунтов
- •Приложение 3 расчетные характеристики материалов дорожной одежды
- •Приложение 4 примеры расчета
- •Приложение 5 испытание и оценка прочности нежесткой дорожной одежды по упругому прогибу
- •Приложение 6 методика испытания грунтов и материалов на морозоустойчивость
- •Приложение 7
- •Приложение 8 методы экспериментального определения деформационных и прочностных характеристик материалов и грунтов
- •Приложение 9 теплофизические характеристики материалов и грунтов
- •Приложение 10 прогнозирование среднегодовой температуры поверхности покрытия и амплитуды колебаний температуры в расчетном году
- •Приложение 11 список участников разработки инструкции
- •Содержание
Приложение 6 методика испытания грунтов и материалов на морозоустойчивость
В лабораторных условиях пригодность грунтов и материалов для устройства морозозащитных слоев устанавливают на основании результатов промораживания образцов, в процессе которого измеряют деформации морозного пучения. Показатель пригодности Кпуч, т.е. коэффициент пучения грунта или материалов представляет собой выраженное в процентах отношение вертикальной деформации пучения к первоначальной высоте образца.
Условия испытания, характерные для работы грунтов и материалов в морозозащитных слоях дорожных одежд, установлены, исходя из следующих соображений:
а) средняя скорость промерзания земляного полотна автомобильных дорог колеблется от 1-1,5 см/сут. для IIиIIIдорожно-климатических зон Европейской части территории СССР и до 1,5-2,5 см/сут. для Сибири, а также Северного Казахстана и горных районов IV-V дорожно-климатических зон. Для обеспечения таких скоростей промерзания в лаборатории испытания ведут соответственно при температуре воздуха в камере от минус 3 до минус 5° С или от минус 5 до минус 8° С. При этом более низкие температуры принимаются для районов с более суровым континентальным климатом;
б) влияние давления вышележащих слоев на вспучивание материала при промерзании и влияние глубины расположения грунтовых вод ориентировочно учитывают умножением коэффициента пучения Кпуч.л, получаемого в результате лабораторных испытаний, на коэффициенты Кнагри Кугв, определяемые по графикам (рис. 18и19);
Рис. 18. Зависимость коэффициента Кнагрот глубиныhппромерзания от поверхности покрытия:
1 - супесь тяжелая и пылеватая, суглинок, глина; 2 - песок, супесь
в) испытываемый материал уплотняют до коэффициента уплотнения равного 0,98-1 от максимальной плотности при оптимальной влажности;
г) грунты и материалы, предназначенные для устройства морозозащитных слоев на местности 3-го типа по условиям увлажнения, испытывают при неограниченном подсосе влаги во время промораживания. Для условий 2-го типа местности испытания проводят также при возможности неограниченного подсоса воды, но за коэффициент пучения Кпучв этом случае принимают 0,6 от полученной в опыте величины.
Примечание. Грунты, укрепленные добавками, образующими жесткие связи между частицами (цемент, известь и т.п.), необходимо проверять, помимо вспучивания, также и на морозостойкость, т.е. на сохранение структуры в процессе повторных промораживаний.
Испытания проводят в цилиндрической форме (рис. 20), состоящей из отдельных стальных колец, имеющих пазы, с помощью которых кольца соединяют друг с другом. Пазы сделаны с допусками, позволяющими кольцам свободно перемещаться по вертикали при промораживании грунта и таким образом обеспечивать беспрепятственное вспучивание образца. Пазы и внешнюю поверхность колец предварительно смазывают вязкой смазкой типа техническою вазелина, солидола и др. На съемный поддон (с отверстиями) формы укладывают фильтровальную бумагу для более равномерного распределения влаги по площади при подтоке воды к образцу и с целью предохранения водяной камеры от попадания в нее грунта.
Образец грунта уплотняют на прессе или трамбованием. Сформованный образец при комнатной температуре в течение двух - четырех суток (нижний предел - для слабосвязных, верхний - для связных грунтов) насыщают водой.
Для промораживания образцов могут быть использованы автоматические холодильники, обеспечивающие необходимую температуру. В камеру холодильника устанавливают деревянный каркас, обшитый со стороны дверцы холодильника фанерой и заполненный теплоизоляционным материалом. На съемной крышке каркаса устанавливают формы с образцами для промораживания (рис. 21). Расстояние от поверхности крышки до низа морозильной камеры должно быть не более 50 см. Пространство между образцами до верха форм заполняют теплоизоляционным материалом, чтобы промораживание грунта происходило только сверху. Если для этого применяют сыпучий теплоизолятор (опилки, пробковую крошку и т.п.), то со стороны дверцы холодильника необходимо установить тонкую стенку, препятствующую осыпанию теплоизолятора. Воду к промораживаемым образцам подают от расположенной вне камеры делительной воронки, позволяющей поддерживать постоянный напор (см. рис. 21).
Рис. 19. Изменение коэффициента КУГВрасстоянияhнниза дорожной одежды до УГВ:
1 и 2 - см. рис. 18
Рис. 20. Форма для испытания грунта на морозное пучение:
1 - верхнее кольцо формы; 2 - промежуточные кольца; 3 - днище с отверстиями; 4 - второе дно формы; 5 - штуцер; 6 - грунтовый образец
Рис. 21. Схема оборудования холодильника для испытания на морозное пучение грунтов:
1 - стенки холодильника; 2 - морозильная камера; 3 - индикаторы; 4 - подача воды к образцам; 5 - засыпка из теплоизолирующего материала; 6 - крышка корпуса; 7 - формы с образцами грунта; 8 - верх образца грунта
Вертикальную деформацию образца измеряют индикаторами часового типа (мессурами) с ценой деления 0,01 мм.
Испытывают до полного промерзания образца, которое продолжается обычно около 4 сут. К этому времени показания мессур уже не изменяются, что указывает на окончание процесса промерзания.
Терморегулятор обеспечивает заданную температуру в холодильнике, контролируемую датчиком (термометром), помещенным внутри холодильника над поверхностью теплоизоляции. Не рекомендуется часто открывать холодильник. Целесообразно сделать в его дверце окно из оргстекла, через которое можно наблюдать за показаниями термометра, и индикаторов. Показания индикаторов обычно фиксируют через каждые 6 ч. Если в процессе испытания пучение достигает предельного значения (например, 10 мм), индикаторы приходится переставлять; отсчеты записывают до и после перестановки.
На основании показании индикаторов вычисляют коэффициент пучения грунта (в процентах)
Кпуч= 100Dh/h,
где Dh- размер вспучивания образца;
h- начальная высота образца.
Рекомендуется для контроля промораживать одновременно два образца одного грунта. Материалы, коэффициент пучения которых не превышает 1 %, можно считать практически не изменяющими объема при промерзании.